Рулевая трапеция
Рулевое управление автомобиля состоит из двух основных элементов: рулевого механизма и рулевого привода. В некоторых моделях автомобилей конструкцией предусмотрен еще и гидро- или электроусилитель руля.
Рулевое управление первых автомобилей не имело рулевого колеса и направление движения водитель изменял при помощи рычагов с рукоятками и поводков. Рулевая колонка представляла собой полукольцо с двумя закрепленными на нем рукоятками. В дальнейшем полукольцо просто-напросто замкнули, получив прототип современного руля, а рычаги убрали.
Интересно, что рулевая трапеция появилась до изобретения руля и применялась еще на самых первых автомобилях с паровым двигателем для поворота колес. Пример этому первый автомобиль, на паровом ходу изобретенный в 1880 году французским инженером А. Болле. Кстати свое детище Амедей Болле - старший создал в провинции Сартэ, в городке Ле Ман, который известен сегодня всему миру своей автомобильной гоночной трассой.
Конструкция рулевой трапеции заметно изменилась с появлением независимой подвески колес. Так поперечную тягу пришлось расчленить и снабдить ее дополнительными шаровыми шарнирами. В дальнейшем по – мере развития автомобилей появился рулевой редуктор с червячной передачей и маятниковый рычаг, которые и сегодня применяется на современных автомобилях.
Современная конструкция рулевой трапеции
Рулевая трапеция в современном виде состоит из рулевого привода в виде механизма редуктора червячного типа, рулевой сошки, левой и правой боковых рулевых тяг, средней тяги, маятникового рычага и левого и правого поворотных кулаков.
На конце каждой рулевой тяги имеется шарнир, позволяющий подвижным деталям рулевого привода свободно поворачиваться относительно кузова и друг друга в разных плоскостях.
Рулевой механизм в конструкции рулевого управления необходим для увеличения усилия, прилагаемого водителем к рулю и передачи его на рулевой привод (рулевую трапецию).
Задача же рулевого привода передать это усилие на ведущие колеса автомобиля путем поворота их в левую или правую сторону в зависимости от действия водителя.
Схема работы рулевой трапеции
При повороте водителем рулевого колеса в ту или другую сторону, движение руля передается через рулевой вал на червячный механизм рулевого редуктора, где за счет проворота червяка приходит в движение ролик, соединенный валом с рулевой сошкой. Сошка в свою очередь соединена с средней и левой боковой тягой через шаровые соединения. Одновременно с этим средняя тяга вторым концом соединена с маятниковым рычагом и через него и с правой боковой тягой. Левая и правая боковые тяги соединены с колесными поворотными кулаками, которые поворачивают в правую или левую сторону, в зависимости от команды руля.
При передаче усилия руля на рулевой привод , последний должен повернуть управляемые колеса на определенный угол. Здесь должно обязательно соблюдаться одно условие, поворот колес должен осуществляться на неодинаковые углы. Это условие просто конструктивно необходимо, иначе если оба колеса будут поворачивать на одинаковую величину, то внутреннее колесо будет идти юзом по дороге, что снизит эффективность рулевого управления.
Помимо этого, колесо сразу начнет нагреваться, пример тому черный след от резины колеса при торможении, так как оно перестает вращаться, а просто скользит по дороге. Это в свою очередь вызвало бы быстрый износ резины и подшипников ступиц от чрезмерного нагрева.
Подобный вопрос решается с помощью поворота внутреннего колеса на больший угол, относительно угла поворота наружного колеса. При выполнении поворота каждое колесо проходит свою траекторию, двигаясь по разным радиусам и поэтому то и нужен внутреннему колесу больший угол поворота.
Это соотношение выполняется с помощью конструкции рулевой трапеции, включающей в себя поворотные рычаги и шарнирные рулевые тяги. Именно подбором угла наклона рулевых рычагов, их длины и длины поперечной тяги удается добиться необходимого соотношения углов поворота колес.
Боковые тяги в рулевой трапеции состоят из двух рулевых наконечников - короткого и длинного, соединенных в одно целое при помощи соединительной муфты. Длинный наконечник имеет левую резьбу, что дает возможность выполнить при необходимости корректировку такого параметра, как схождение колес.
Схождение необходимо выставлять во всех случаях вмешательства в рулевую трапецию, или же после установки новой трапеции во время ремонта. Проверять этот параметр необходимо и в случае удара машины, о какое либо препятствие элементами передней подвески. Исключение составляет замена порванного пыльника, когда производится лишь выпрессовка рулевого пальца, что не отражается на величине сходимости колес.
Неисправности рулевой трапеции
Посторонние стуки, а также увеличенный люфт рулевого колеса могут быть следствием ослабления картеру рулевого редуктора к лонжерону, кронштейна маятникового рычага или рулевой сошки, предельного износа шарниров рулевых тяг, ослабление затяжки втулок маятникового рычага или их износа, сбой регулировки зацепления пары «червяк – ролик».
Для устранения найденных неисправностей необходимо выполнить либо регулировку соединения в редукторе, либо заменить изношенные детали. Обычно, при обнаружении люфтов в рулевых тягах более чем в двух соединениях, заменяют все тяги рулевой трапеции для поднятия их общего ресурса.
Когда наблюдается тяжелое вращение руля, то возможно помимо неисправности рулевого редуктора или снижения давления в шинах, нарушение углов установки передних колес.
Наиболее часто преждевременный выход из строя шарнирных соединений в рулевой трапеции связан с нарушением целостности защитных чехлов рулевых пальцев. Поэтому при выполнении диагностики рулевого управления целостности защитных чехлов уделяется первостепенное внимание. Также необходимо проверить все шплинтовые соединения на рулевых тягах трапеции, механические повреждения или деформации тяг.
